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INGENIERO DE INCLUSIÓN MEDIANTE GAMIFICACION .

ERIKA DAYANA CALAPSU CARVAJAL

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIAS

PROGRAMA INGENIERÍA DE SISTEMAS NEIVA 2021

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INGENIERO DE INCLUSIÓN MEDIANTE GAMIFICACION .

ERIKA DAYANA CALAPSU CARVAJAL

Informe Final de práctica social, empresarial y solidaria presentado como requisito para optar al título de INGENIERO DE SISTEMAS

Asesores

Ing. IRLESA INDIRA SANCHEZ Ing. JAIME MALQUI CABRERA MEDINA

Ing. FERLEY MEDINA ROJAS

UNIVERSIDAD COOPERATIVA DE COLOMBIA FACULTAD DE INGENIERIAS

PROGRAMA INGENIERÍA DE SISTEMAS NEIVA 2021

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NOTA DE ACEPTACIÓN

Presidente del Jurado

Jurado

Jurado

Neiva, Diciembre de 2021

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DEDICATORIA A Dios por darme la vida. A familiares y amigos por su apoyo.

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CONTENIDO

Pág. INTRODUCCIÒN 10 1. ESTADO DEL ARTE 12 2. MARCO CONCEPTUAL 14 3. METODOLOGÍA Y RESULTADO 16 3.1 FASE DIAGNOSTICA 16 3.2 FASE DISEÑO 18

3.3 DISEÑO - STORY BOARD 18

3.4 FASE DE APLICACIÓN 20

4. CONCLUSIONES 22

BIBLIOGRAFÍA 23

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LISTA DE TABLAS

Pág. Tabla 1. Variables de investigación 16 Tabla 2. Herramientas menú kodu 19 Tabla 3. Resultados prueba pos-test y pre-test Lógica matemática 21

Tabla 4. Resultados prueba pos-test y pre-test medio ambiente 21

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LISTA DE FIGURAS

Pág. Figura 1. Ciclo de la Gamificación 15 Figura 2. Resultados competencias 16 Figura 3 Datos del Desempeño 17

Figura 4. Menú principal Kodu – opciones 18 Figura 5. Menú vacío – herramientas Kodu 18

Figura 6. Terreno y barra de herramientas 19

Figura 7. Objetos de Kodu 19 Figura 8. Objetos para añadir a un terreno 20

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RESUMEN

La Gamificación a lo largo de la educación ha jugado un papel muy importante hoy en día muchas instituciones educativas han implementado las herramientas tecnológicas como parte de la educación y cuyo objetivo es fortalecer el aprendizaje de niños de básica primaria. Los estudiantes de ingeniería de sistemas promueven el uso de las tecnologías para el aprendizaje en este caso el uso de kodu es esencial en el proceso de enseñanza de la lógica matemática, creatividad y medio ambiente. Este artículo presenta los resultados del uso de la gamificación con niños de educación básica primaria, grado quinto, en una institución educativa de la ciudad de Neiva. Palabras claves: Gamificacion, Ingeniero de inclusión, lógica matemática, creatividad y medio ambiente.

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ABSTRACT Gamification throughout education has played a very important role today, many educational institutions have implemented technological tools as part of education and whose objective is to strengthen the learning of elementary school children. Systems engineering students promote the use of technologies for learning, in this case the use of kodu is fundamental in the teaching process of mathematical logic, creativity and the environment. Keywords: Gamification, Inclusion Engineer, mathematical logic, creativity and environment.

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INTRODUCCIÒN El rol social del ingeniero de inclusión pretende una serie de aptitudes y habilidades que suplan la transversalidad entre lo social, natural y su proyección. Según Medina, doctor en ingeniería; el ingeniero de inclusión tiene como fin adquirir la cultura de la ciencia, técnica y tecnología en su contexto. Siendo beneficiada la población social, de esta forma poder llegar a cada uno de los actores involucrados1. Las instituciones de educación superior deben asumir plenamente el compromiso social y comunitario, que permita favorecer a la sociedad o comunidad, por medio de la identificación de problemáticas sociales, educativas, políticas, económicas que las agobia, con el propósito firme de mitigar el impacto negativo y apoyar en la construcción del tejido social2. Las instituciones deben estar dispuestas a formular proyectos que permitan la interacción social, en donde los recursos económicos y humanos, se puedan transformar en oportunidades y escenarios de innovación social, que trabajan desde lo que son, instituciones académicas que fácilmente se adaptan al contexto, las necesidades y peculiaridades de las comunidades3. Hoy en día, los videojuegos pedagógicos representan una manera de enseñar y aprender interactivamente, que favorece una actitud positiva en profesores y alumnos ayudando a mejorar en todas las áreas curriculares a reforzar sus habilidades sociales, su curiosidad, su autoestima, etc. Los videojuegos representan actualmente una entrada para los jóvenes a la cultura informática y de la simulación4. Son utilizados por niños y adolescentes, desacreditados por sus contenidos y poco utilizados por los educadores que desperdician una potente herramienta pedagógica. Los profesores rechazan los videojuegos como mecanismo educativo a pesar de sus mejorías, porque creen que los juegos están propuestos al pasatiempo, pero últimamente la industria ha empezado a crear los juegos educativos; Según Melo con su pregunta ¿Qué diferencia hay entre unos y otros? Da respuesta a que los videojuegos de entretenimiento sirven para divertir, pero los videojuegos educativos se crean para que el niño aprenda y no “pierda el tiempo” jugando5.

1 MEDINA ROJAS, 2013 2 GRACIA NAVARRO SALDAÑA, 2017 3 ESPINOSA, 2016 4 HERNÁNDEZ-HORTA Ingrid A., 2018 5 MELO-SOLARTE DIEGO S, 2018

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La gamificación se ha transformado en una tendencia en otros países en las áreas de negocios, salud, tipo social, y en la educación. Este término se refiere a utilizar mecanismos de juegos dentro de una actividad no lúdica. Esta se utiliza como un conductor para impulsar a las personas a las que este dirigido. Si uno piensa en el sistema de educación, uno puede llegar a la conclusión que en sí es un juego. En cualquier ambiente de aprendizaje se puede encontrar elementos de juego como un sistema de recompensa, ya sea en forma de calificaciones, a mejor desempeño, mejor nota tendrá. La gamificación dentro de la educación es de gran apoyo motivando a estudiantes como resultado en mejorar su aprendizaje6. Según Sebastián7, la gamificación es el uso de elementos de diseño de juegos en contextos distintos del juego. Los juegos han estado presentes en todas las civilizaciones de los humanos siendo una actividad lúdica “no seria”. Los juegos pueden llevar a provocar cambios en un individuo, a mejorar habilidades ya que es una forma de practicar o experimentar situaciones reales, pero sin exponerse a algún peligro8. Para el ministerio de educación es fundamental el manejo de las TIC es por ello que se maneja el Plan Decenal de Educación definido como pacto social de derecho a la educación, cuya finalidad es servir de ruta y horizonte para el desarrollo educativo del país. En este plan se establecen como desafíos de la educación en Colombia, entre otros: Renovación pedagógica y uso de las TIC de la educación, a través de la dotación de infraestructura tecnológica, el fortalecimiento de procesos pedagógicos, la formación inicial y permanente de docentes en el uso de las TIC, innovación pedagógica e interacción de actores educativos9. Por lo anterior el presente proyecto de investigación se ha desarrollado para el proceso de implementación de la gamificacion para el fortalecimiento de la competencia ambiental lógica matemática y creatividad mediante kodu game lab.

6 ORTIZ-COLÓN, 2017 7 DETERDING, Sebastián, 2018 8 MELO-SOLARTE, Diego S. 2018 9 Mineducacion, 2019

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1. ESTADO DEL ARTE

Según Gil10 un sistema gamificado consiste en crear una experiencia que equilibre estructura y exploración y que resulte suficientemente entretenida para que el jugador quiera seguir jugando, esto quiere decir que basado en las experiencias que adquieren los participantes se va generando cierta confianza y se va afianzando así mismo a la continuidad del proceso, en este caso, se implementa en el aula para que sigan aprendiendo mediante este sistema de interacción y participación. En la escuela técnica superior de ingeniería en España se creó un sistema tutor inteligente para apoyar la educación aplicando estrategias de enseñanza basadas en juegos. La aplicación de gamificación en entornos de educación, específicamente en el área de ingeniería de software11, es considerada como una herramienta viable, porque permite animar a los estudiantes a participar e interactuar efectivamente en proyectos realizados en el salón de clases12. También ha logrado la satisfacción de los estudiantes durante su participación13. Produciendo que disfruten el aprendizaje y de esta forma se conviertan en estudiantes más competitivos. Así mismo, se ha encontrado un artículo que hace uso de gamificación con realidad virtual para promover y mejorar el trabajo en equipo. En el entorno industrial existen iniciativas para mejorar las interacciones sociales14 y mejorar la comunicación del conocimiento de los trabajadores15, por mencionar algunos ejemplos: 1) una aplicación web, 2) una plataforma de preguntas y respuestas, y 3) un centro de noticias. En la ingeniería de software el trabajo es realizado en equipos, por lo tanto, dentro del conjunto de soft skills deseadas por parte de un ingeniero de software la capacidad para trabajar en equipo es esencial. Así como otras habilidades catalogadas tanto para los líderes como miembros de un equipo, por mencionar algunas de las más importantes: 1) liderazgo, 2) habilidad de comunicación, 3) analítico y 4) habilidad para la resolución de problemas16. Se sabe que Kodu es un lenguaje de programación visual hecho específicamente para la creación de juegos. Está diseñado para ser accesible para los niños y agradable. El entorno de programación se ejecuta en la Xbox, lo que permite una rápida iteración de diseño utilizando sólo un dispositivo de juego para la entrada. El núcleo del proyecto Kodu es la interfaz de usuario de programación. El lenguaje es sencillo y completamente basado en iconos. Los programas se componen de páginas, que se desglosan en las reglas, las cuales

10 GIL QUINTANA, 2019 11 BERKLING, 2016 12 AKPOLAT, 2014 13 ALEXANDRU IOSUP, 2018 14 LAURENTIU CATALIN STANCULESCU, 2018 15 JURADO et al., 2015 16 G. MATTURRO, 2015

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se subdividen en las condiciones y acciones. Las condiciones se evalúan simultáneamente. El lenguaje Kodu está diseñado específicamente para el desarrollo del juego proporcionando sus propios escenarios. Los programas se expresan en términos físicos, utilizando conceptos como la visión, el oído y el tiempo para controlar el comportamiento del personaje17.

Escuela de Oliveira do Hospital de Brasil hizo uso de kodu para el mejoramiento en la lógica matemática este proyecto fue llamado hazlo tú mismo se desarrolló debido a que los estudiantes de grado quinto tenían bajas notas en matemáticas con esto se logró que los estudiantes vieran las matemáticas de otra forma se les vio mucho más dinámicos en las aulas. Según Rodrígues18. El uso de kodu mejoro esta competencia hubo menos perdida de esta área en el grado quinto y debido a estos buenos resultados decidieron aplicarlo en el grado 9 donde tenían debilidades en matemáticas

17 Microsoft, 2009 18 RODRIGUES, 2016

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2. MARCO CONCEPTUAL Competencias. Son aquellas habilidades, capacidades y conocimientos que una persona tiene para cumplir eficientemente determinada tarea. Las competencias son características que capacitan a alguien en un determinado campo. Competencia lógica y creatividad. El pensamiento Lógico-Matemático está relacionado con la habilidad de trabajar y pensar en términos de números y la capacidad de emplear el razonamiento lógico. Y la creatividad es la capacidad de inventar algo nuevo, de relacionar algo conocido de forma innovadora o de apartarse de los esquemas de pensamiento y conducta habituales o comunes19. Competencia ambiental. Las competencias ambientales por su parte promueven conocimientos para la comprensión y transformación de las realidades de los estudiantes y contribuyen al fortalecimiento de las competencias científicas y ciudadanas20. Competencia lógica matemática21. Define la competencia lógica matemática como aquella que comprende las habilidades y capacidades necesarias para manejar números y razonar correctamente en operaciones de tipo matemático. Gamificación. Se refiere al uso de mecánicas y elementos de juego en entornos no lúdicos. Mecánicas de juego se refiere a la existencia de un desafío cuya superación va asociada a una experiencia divertida o estimulante y que tenga algún tipo de recompensa. Por ejemplo, mejorar una puntuación, descubrir una sorpresa, obtener un premio22.

Ingeniero de inclusión. Es el que adquiere la cultura de utilizar la ciencia, técnica y tecnología en su contexto. La beneficiada es la población social, que de esta forma podrá llegar a cada uno de los actores involucrados23. Kodu. aplicación que permite crear videojuegos. Además de poder jugar con los que vienen instalados, también enseña sobre creación de videojuegos y programación de una manera muy divertida. Kodu permite diseñar mundos en tres

19 LIZANO PANIAGUA, Karina, 2015 20 CASTILLO, 2016 21 LIZANO PANIAGUA, Karina, 2015 22 ORTIZ-COLÓN, Ana-M., 2016 23 MEDINA ROJAS, 2013

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dimensiones a partir de elementos como reanudar, comunidades, opciones y ayuda que configura previamente el programa24. Figura 1. Ciclo de la Gamificación

Fuente: autor

Software Educativo. Se define el concepto genérico de Software Educativo como cualquier programa computacional cuyas características estructurales y funcionales sirvan de apoyo al proceso de enseñar, aprender y administrar. También como un concepto más restringido como aquel material de aprendizaje especialmente diseñado para ser utilizado con un computador en los procesos de enseñar y aprender25. Videojuego. es un juego electrónico en el que una o más personas interactúan, por medio de un controlador, con un dispositivo que muestra imágenes de video26

24 Microsoft, 2009 25 Microsoft, 2009 26 Ibid

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3. METODOLOGÍA Y RESULTADO

El enfoque de investigación es de tipo mixto según lo propuesto por Juan Luis27 Quien afirma que mediante este tipo de investigación se logra una perspectiva más amplia del fenómeno. El proceso de investigación es desarrollado por estudiantes del programa ingeniería de sistemas de la universidad cooperativa de Colombia campus Neiva quienes asumen el rol de ingeniero de inclusión, y se trabaja con una muestra representativa de 33 niños de grado 5 de una institución educativa del municipio de Neiva, como variables de investigación independiente se toma la gamificación y las variables dependientes creatividad, lógica matemática, medio ambiente, recurso tecnológico, recompensas, clasificaciones y participación activa como se presenta en la tabla 1. Por otra parte, la técnica de recolección de información análisis documental protocolo de observación y prueba pos-test y pre-test. El desarrollo de las investigaciones se evidencia en las siguientes fases: Tabla 1. Variables de investigación

Variables Autores

Independiente Dependiente

Ga

mif

ica

ció

n • Creatividad

• Lógica matemática • Medio ambiente

• Recurso tecnológico • Recompensa

• Clasificaciones • Participación activa

Según Cabrera y otros, un video juego educativo se puede consideras un Objeto virtual de aprendizaje utilizado para ayudar a promover el autoestudio y el aprendizaje con ayuda de las TIC28. Según Juan29 la Gamificación puede hacer de la educación una actividad inmersiva, que provoque en los alumnos una sensación de dedicación absoluta y creatividad podemos considerar que gamificar es una actividad más compleja que aplicar un juego.

Fuente: autor

3.1 FASE DIAGNOSTICA Se realiza un análisis documental que evidencia los registros académicos de los niños de grado quinto en cuanto al desarrollo de competencias en matemáticas y medio ambiente. En la figura 1 se presenta el desempeño en la competencia lógica matemática de los años 2015 a 2017 en estudiantes de grado 5 del departamento del Huila como lo da a conocer ICFES. Figura 2. Resultados competencias

27 GONZÁLEZ LÓPEZ, Juan Luis, 2015 28 CABRERA MEDINA, SÁNCHEZ MEDINA, & ROJAS, 2016 29 JORDAN, Juan, 2018

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Grado 5 de los años 2015 a 2017 en el departamento del Huila

Fuente: icfesinteractivo.gov.co

En la Figura 2 se observa que en promedio el 34,0% de los niños de quinto de primaria se ubican en el nivel de desempeño insuficiente, el 33,0% en el nivel de desempeño mínimo, el 21 % de los estudiantes se encuentran en un nivel satisfactorio y en nivel avanzado se encuentra un total de 33,0% de los estudiantes.

En la figura 3 se presenta datos del desempeño en la competencia ambiental desde área de ciencias naturales de los años 2015 a 2017 en estudiantes de grado 5 del departamento del Huila. Figura 3 Datos del Desempeño

Fuente: icfesinteractivo.gov.co

En la Figura 3 se observa que en promedio el 13,0% de los niños de quinto primaria se ubican en el nivel de desempeño insuficiente y el 57,0% en el nivel de desempeño mínimo, el 22,1% se encuentra en un nivel satisfactorio y el 33,0% de los estudiantes se encuentra en un nivel avanzado.

37%

31%

20%

12%

30%

34%

23%

14%

31% 32%

23%

15%

38%

33%

18%

11%

0%

5%

10%

15%

20%

25%

30%

35%

40%

Insuficiente Minimo Satisfactorio Avanzado

2014 2015 2016 2017

17%

52%

22%

9%11%

58%

22%

9%10%

61%

23%

7%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

Insuficiente Minimo Satisfactorio Avanzado

2012 2014 2016

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3.2 FASE DISEÑO Según los resultados obtenidos en la fase diagnostica se construye un programa de formación utilizando la gamificación y como recurso digital kodu game lab con actividades para el fortalecimiento de las competencias lógica matemática, creatividad y medio ambiente, de igual forma se diseñan las pruebas pre-test y pos-test. Para el diseño y desarrollo de video juegos en el lenguaje de kodu se realizaron las siguientes etapas. 1. Visita a la institución educativa.

2. Charla con estudiantes de grado quinto.

3. Aplicación de test de conocimiento en matemáticas, medio ambiente y video

juegos.

4. Capacitación a los estudiantes en la dinámica del proyecta. 3.3 DISEÑO - STORY BOARD Proyectos videojuegos desarrollados en Kodu. En internet existe la comunidad Kodu cuya página oficial se accede a través del link https://worlds.kodugamelab.com/browse, esta página contiene los videojuegos que se han desarrollado a nivel mundial que cualquier persona puede acceder, descargar y utilizar para aprender jugando.

Figura 4. Menú principal Kodu – opciones

Figura 5. Menú vacío – herramientas Kodu

Fuente: Software Kodu Fuente: Software Kodu

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En la Tabla 2 se presenta el icono de cada una de las herramientas que tiene Kodu para el desarrollo de videojuegos y su respectiva función.

Tabla 2. Herramientas menú kodu

Icono Función

Reiniciar el mundo, guardar el mundo, cargar un nuevo mundo, generar un mundo nuevo vacío, imprimir el código para el nivel y salir al menú principal.

Ejecutar el mundo.

Mover la cámara a través del escenario ya sea desplazamiento hacia el frente, atrás, derecha, izquierda y rotar la vista.

Adicionar objetos, programarlos y acceder a sus opciones.

Agregar rutas de recorrido, editar rutas existentes y adicionar nodos a rutas existentes.

Adicionar materiales al escenario, con opciones para escoger el tipo de material y la forma como se pinta el material en el escenario.

Levantar, suavizar o bajar el terreno para crear valles y colinas.

Suavizar o nivelar el terreno.

Crear suelo accidentada, arrugando, suavizando o volviendo colinas el terreno.

Crear agua, levantando o bajando su nivel.

Borrar elementos en masa.

Cambiar la configuración del mundo.

Fuente: autor

La Figura 6 muestra un mundo creado en Kodu, su respectiva colocación y barra de herramientas. La Figura 7 muestra los objetos que ofrece Kodu para iniciar a programarlos (manzanas, arboles, y otras tres opciones). La Figura 8 muestra el conjunto de objetos que se pueden añadir al terreno, los cuales se pueden programar.

Figura 6. Terreno y barra de herramientas

Figura 7. Objetos de Kodu

Fuente: Software Kodu Fuente: Software Kodu

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Figura 8. Objetos para añadir a un terreno Fuente: Software Kodu

Programación Kodu – uso de sentencias when - do. El lenguaje de programación Kodu está basado en condicionales (Si … entonces) y luego se debe indicar al objeto que hacer (haga) cuando la condición dada sucede. La condición se programa con la instrucción WHEN y para indicar que hacer con la instrucción DO30. La programación Kodu se hace sobre los objetos credos en el mundo, la idea es indicarle al objeto que hacer cuando algo sucede31, es tan fácil de programar que el orden de programar los objetos no importa, es decir, la sexta instrucción puede ser la que primero se realice32.

• Exposición de Story Board.

• Retroalimentación de Story Board.

• Programación de video juego en computador.

• Exposición. 3.4 FASE DE APLICACIÓN El ingeniero de inclusión desarrolla el programa de formación con estudiantes de grado quinto para crear juegos que desarrollen las competencias lógicas matemática, creatividad y medio ambiente como resultado de este proceso se evidencia una prueba pre-test y pos-test. Para la prueba pre-test y pos-test Lógica matemática se aplican para cada caso quince preguntas que tributan a las competencias en pensamiento aleatorio, pensamiento numérico y variacional como también pensamiento métrico y espacial

30 SIERRA, 2013 31 EL-CA, 2013 32 SIERRA, 2013

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en estudiantes de grado 5 encontrando una diferencia representativa en la cantidad de respuesta aprobadas en cada caso. Tabla 3. Resultados prueba pos-test y pre-test Lógica matemática

Lógica matemática Pre-test Pos-test

Pensamiento aleatorio 27% 67%

Pensamiento numérico y variacional 24% 76%

El pensamiento métrico y espacial 18% 73%

Fuente: autor

Para la prueba pre-test y pos-test sobre medio ambiente se aplican para cada caso quince preguntas que tributan a las competencias en entorno vivo, entorno físico y ciencia, tecnología y sociedad en estudiantes de grado 5 encontrando una diferencia representativa en la cantidad de respuesta aprobadas en cada caso. Tabla 4. Resultados prueba pos-test y pre-test medio ambiente

Medio ambiente Pre-test Pos-test

Entorno vivo 33% 61%

Entorno físico 42% 88%

Ciencia, tecnología y sociedad 45% 58%

Fuente: autor

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4. CONCLUSIONES El programa de capacitación permitido fortalecer la competencia en lógica matemática, creatividad y medio ambiente utilizando la gamificación con videojuegos, mediado por el software KODU con estudiantes de grado 5 evidenciado en los resultados obtenidos de las pruebas aplicadas. El estudiante del Programa de Ingeniería de Sistemas es competente en su profesión, lidera métodos de desarrollo y promueve actos auto reflexivos, de aprendizaje autónomo. La ejecución de estos proyectos les permite a los estudiantes del Programa de Ingeniería de Sistemas mejorar técnicas en las relaciones de enseñanza-aprendizaje, extensión y sociedad, para enriquecer su proceso de formación desde una perspectiva integral. Como consecuencia de la investigación se puede señalar que el uso de la gamificación con kodu fomentó la creatividad, desarrolló la lógica matemática y propició la toma de conciencia en el cuido y preservación del medio ambiente.

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